JP4067594B2 - 信号変換回路および入力ワードのデジタル出力ワードへの変換方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は画像ディスプレイシステムに関し、特にデジタルディスプレイシステムにおいて量子化誤差により生じるアーチファクト（擬似的輪郭等の量子化雑音）を低減する方法およびシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ディスプレイシステムは電気入力画像信号から可視像を生成する。量子化画像信号を使用するデジタルディスプレイシステムには代表的なアナログディスプレイシステムに較べて多くの利点があり、それには画像表現精度の向上および低コスト高精細度テレビジョンの実現が含まれる。しかしながら、画像のダイナミックレンジの表現を適切に配慮しないと、デジタルシステムは新たなアーチファクトを誘起することがある。画像データが量子化されるためデジタルディスプレイシステムは有限の階調数しか表示することができない。有限の階調数を使用して画像を表示すると全体画像品質が劣化して、擬似的輪郭や色ずれ等の視覚アーチファクトを生じることがある。
【０００３】
擬似的輪郭は画像信号の量子化により入力画像に存在しない輪郭が出力画像に現れる場合に生じる。例えば、滑らかな球の画像は緩やかな色又は明度勾配を有している。アナログ入力が量子化されると、平滑な画像勾配は隣接ピクセルのいくつかの大きなブロックへ変換されるかも知れず、ブロック内の各ピクセルには同じ画像信号値が割り当てられる。隣接ピクセルのこれらの大きなブロックが複数の非均質なピクセル領域により分離されない場合には、ブロックにより“階段”効果が生じ元の画像の平滑な曲線は一連の単色平坦面として現れる。
【０００４】
色ずれは各色について同じ信号レベルで量子化レベルの移行が行われない場合に生じる同様の問題である。例えば、緑色成分が最初にターンオンされ、続いて赤色および青色成分がターンオンされるように量子化レベルが設定されている場合には、灰色ピクセルは緑色、次に黄色に変化し、最後に所望する灰色に変化する。前記した例のように、ピクセルが最初にターンオンされる場合に色ずれは最も顕著であるが、３色信号が個別に増分するにつれて、より強度の高いピクセルの色は多少変化することがある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
擬似的輪郭および色ずれ等のアーチファクトは、ＭＰＥＧ符号化もしくは復号化および逆ガンマ処理を含む量子化もしくはデジタル処理過程ごとに増加することがある。ディスプレイシステムのコストを著しく増加させることのない擬似的輪郭および色ずれ問題に対する解決策が求められている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明により、入力信号を、入力信号を表す出力信号へ変換するための改良された方法および装置が提供される。一実施例では、入力信号を変換関数に従ってデジタル出力信号へ変換する信号変換回路が提供される。信号変換回路は入力信号をそれを表すデジタル近似値へ変換する第１の変換ブロックと、入力信号とそのデジタル近似値との差を表す誤差信号を累積する第２の変換ブロックと、第１の変換ブロックからのデジタル近似値および第２の変換ブロックからの誤差信号を受けて、デジタル近似値を表す改良された近似値信号および誤差信号を出力する加算器とにより構成される。
【０００７】
【発明の実施の形態】
ディスプレイシステムの解像度を高めることを要しない擬似的輪郭および色ずれ問題の解決策は、ルックアップテーブル、もしくはアルゴリズム、を使用して入力ワードを出力ワードへ変換することを含んでおり、ルックアップテーブルにより実施される変換は非単調変換である。代表的にはルックアップテーブルは、ｍビットのデータワードを使用してｎビットの出力ワードを発生するｍｘｎメモリアレイである。画像信号の擬似的輪郭を低減する他に、同じルックアップテーブルを使用してデータを変換もしくは校正する実施例もある。
【０００８】
従来技術の単純なデータ変換方式の例を図１に示す。図１において、１０ビットの入力ワードは単純に打ち切られて６ビットの出力ワードを生じる。打切り操作によりデータの最下位４ビットが打ち切られて、１０ビットの入力ワードは６ビットの出力ワードへ校正される。２進データワードが打ち切られると、出力ワードの解像度は入力ワードの解像度の１／ｎ2 となり、ｎは変換により失われるビット数に等しい。したがって、図１において出力ワードの解像度は入力ワードの解像度の１／１６となる。
【０００９】
図１に示すデータ変換体系は、擬似的輪郭がどのように折り目をつけられるかを明確に示している。画像がアナログディスプレイシステム上に表示され、左縁の最小輝度レベルから右縁の最大輝度レベルまでの輝度勾配を表している場合には、輝度は左縁から右縁へ向かって一定に緩やかに増加する。同じ画像が１０ビットデジタルイメージシステム上に表示されると、左縁から右縁にかけて１０２４の個別の輝度レベルがある。１０２４レベル間の段差は恐らくは小さすぎて観察者が気付くことはなく、１０ビット画像はアナログ画像と同様に見える。しかしながら、１０ビット信号が打ち切られて僅か６ビットとされると画像は６４レベルで構成され、観察者は、滑らかな増加を表すつもりの画像を、各々の輝度が知覚できるほどに増加している一連の階段として判断してしまうことがある。これらの小さいけれども急峻な各増加により、元の画像の一部ではない特徴、すなわち擬似的輪郭が作られるものと思われる。
【００１０】
擬似的輪郭を回避するために従来技術で使用される１つの方法を図２に示す。この方法は１９９２年６月１６日に公開されたヒロサワ等の米国特許第５，１２３，０５９号に開示されており、多数のデータ変換テーブル、すなわちルックアップテーブルが使用される。各テーブルは入力データワードを出力データワードへ変換するのに使用される。テーブルには入力ワードが出力ワードに厳密には対応しない各場合の異なるデータが含まれている。データは、全ての出力ワードの平均値が１つのテーブルで発生できるものよりも正確な所望出力ワードの近似値となるように選択される。テーブルが画像ディスプレイシステムの一部として使用される場合には、観察者の目が積分を行って６ビット出力ワードにより作り出されるピクセルは１０ビットの解像度を有するように見える。例えば、表１には２つの１０ビット２進入力データワードについて１６個のルックアップテーブルの各々に格納される１６個の６ビットデータ出力ワードが記載されている。いずれの場合にも、６ビット出力ワードの平均値は元の１０ビット入力ワードを厳密に表している。
【００１１】
【表１】
【００１２】
画像解像度が明らかに低下するデータ打切りを使用して画像ディスプレイシステムのスループット必要条件を弱めることができるが、他の目的に対する用途は制限される。擬似的輪郭が生じるより一般的な状況は、変換データワードを表すのに使用するデータビット数を十分増加せずに何らかの伝達関数を使用してデータを変換する場合に起こる。ほとんど全てのデータ変換により、出力ビット数が入力ビット数以下である場合に多数の入力データワードが１つの出力ワードにマップされる。画像データについて情報の損失が起こると、表示される画像に輪郭が生じることがある。
【００１３】
データ変換により擬似的画像輪郭が生じることがある一つの例として、ＣＲＴ使用ディスプレイシステムにより表示するために発生された入力画像信号の輝度成分を非ＣＲＴ使用ディスプレイシステムが処理するような場合が挙げられる。この形式の補正はガンマ補正もしくは修正、あるいは逆ガンマ補正もしくは修正と呼ばれる。デジタルディスプレイシステムがガンマ補正を実施する場合には、多数の入力ワードが１つの出力ワードへマップされる時に特に画像の低輝度部において擬似的輪郭が生じることがある。
【００１４】
図３は従来技術のデジタルディスプレイシステム３００の部分ブロック図である。図３において、無線周波数（ＲＦ）テレビジョン放送信号３０２がチューナ３０４により受信される。チューナ３０４はテレビジョン放送信号３０２をダウンコンバートして輝度（Ｙ）および色差成分（Ｃｒ，Ｃｂ）へ分離する。図示するデジタルディスプレイシステム３００は所望の画像ソースに応じてベースバンド信号もしくはコンポーネント画像信号を受信するように容易に修正することができる。
【００１５】
テレビジョン放送信号３０２がダウンコンバートされ分離された後で、画像信号成分はデジタイザー３０６内の１個以上のアナログ／デジタルコンバータによりデジタル化される。必要に応じて、デジタル画像信号は符号化画像信号から画像データを抽出するオプショナルな伸長プロセッサー３０８により復号すなわち伸長することができる。例えば、テレビジョン放送信号３０２は産業標準ＭＰＥＧすなわちＰＸ６４圧縮方式、もしくは任意の他の符号化あるいは圧縮方式を使用して圧縮することができる。色空間コンバータ３１０により復号されたデジタルデータの輝度（Ｙ）および色差（Ｃ）部分は赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、および青（Ｂ）成分画像信号（ＲＧＢ）へ変換される。ＲＧＢデータは陰極線管（ＣＲＴ）もしくは類似のディスプレイ装置３１４上へ表示する準備が完了する。
【００１６】
放送用のテレビジョン信号はガンマ補正されてＣＲＴの非線形ディスプレイ伝達関数が補償されている。図４にＣＲＴディスプレイ４００、テレビジョン放送信号４０２、およびリニアディスプレイ装置４０４のディスプレイ応答関数を示す。図４において、入力信号の大きさは水平軸に出力信号の大きさは垂直軸に示される。各軸にはフルスケールのパーセンテージおよび２５５がフルスケールを表す８ビット２進数の１０進表示が記載されている。ＣＲＴ応答関数４００はほぼＹ＝Ｘ1/2.2 に等しい。テレビジョン放送システムは、線形入力信号にテレビジョン放送信号応答関数４０２を乗じて、ＣＲＴディスプレイ応答関数４００を有するディスプレイ装置３１４により信号が表示される時に再生成された画像が入力画像を正確に表すようにされる。
【００１７】
線形輝度伝達関数を有するディスプレイ装置３１４上に画像信号が表示される場合には、画像信号を処理してガンマ補正を除去しなければならない。理想的には、ガンマ補正は画像信号をデジタル化する前に実施される。しかしながら、正確なアナログガンマコンバータによりシステムのコストおよび複雑さが増すことがある。さらに、ＲＧＢデータについてガンマ処理が実施される間に、輝度／色差フォーマットのデジタルデータを使用してプログレッシブ走査変換その他のビデオ処理が実施される。したがって、システムコストを最小限に押さえるために、輝度／色差画像データがデジタル化され、図３に示すデジタル逆ガンマ回路３１２を使用して、ＲＧＢフォーマットへ変換した後でデジタル化された画像信号からガンマ補正が除去される。逆ガンマ回路３１２はデジタル入力ワードを逆ガンマ出力ワードへ変換するための単なるルックアップテーブルにすぎない場合が多い。
【００１８】
逆ガンマ回路３１２により信号パスへ量子化誤差が導入される。量子化誤差はデジタイザー回路３０６、伸長プロセッサー３０８、および少量ではあるが色空間変換関数３１０からも導入される。逆ガンマ応答関数４００により多数の入力符号が同じ出力符号へ変換されかつ、漸増する入力信号に応答して最終的に増分される時に、出力符号は出力信号の大きなパーセンテージ増加を表すため、逆ガンマ量子化誤差は低輝度値の信号で生じる場合に特に顕著である。
【００１９】
例えば、入力信号が低い輝度値の画像を表す場合、放送信号応答関数４０２により入力信号の小さな増加が出力信号の大きな増加へ変換される。輝度値の高い画像を表す入力信号については、放送応答関数４０２により入力信号の同じ小さな増加が出力信号の小さな増加へ変換される。放送信号補正を修正するために、図５に一部を示す、デジタル逆ガンマ応答関数５００は多くの入力符号を同じ出力符号へ変換しなければならない。図５の逆ガンマ応答関数５００は、１０進出力０〜１４を出力符号０へ、入力符号１５〜２５を出力符号１へ、入力符号２５〜３１を出力符号２へ変換する。前記したように、この変換により量子化誤差が導入されるだけでなく、図５に示すように大きいパーセンテージで大きさが跳躍するようになる。
【００２０】
量子化誤差およびそこから生じる擬似的輪郭や色ずれアーチファクトを低減する問題の理想的な解決策は、擬似的輪郭および色ずれが観察者の知覚しきい値よりも低くなるまで量子化レベルを小さくして出力画像の解像度を高めることである。しかしながら、デジタル画像信号の解像度を高めるには処理のスループットおよびメモリも比例して増大する必要があり、そのいずれもがディスプレイシステムのコストを高くする。さらに、デジタルマイクロミラーデバイス等の、画像データの各ビットを逐次表示する空間光変調器は高解像度信号の低次ビットを表示するのに十分な早い応答時間を有していない。
【００２１】
量子化誤差による擬似的輪郭の問題を解消するためのいくつかの解決策が考案されている。これらの解決策には変換関数応答時間誤差拡散の時相ディザリングが含まれる。時相ディザリングには、通常ランダム過程により、データを処理する変換関数を変えることが含まれる。時相ディザリングの例は１６個の６ビットルックアップテーブルを使用して１０ビットワードを打ち切る際に前記した。
【００２２】
誤差拡散はディスプレイシステムのコストを著しく増大することなく量子化誤差を低減する方式である。米国特許出願第０８／３１５，７４４号および第０８／３１５，４５７号に記載されているように、誤差拡散を使用して打ち切られる最下位ビットからの情報を完全に失うことなくデジタルデータワードを打ち切ることができる。誤差拡散のデジタルディスプレイシステムへの１つの応用例を図６に示す。
【００２３】
図６において、ｎビットデータワードが逆ガンマ回路６０４へ入力される。逆ガンマ回路６０４はガンマ補正データを表すｍビット出力ワード６０６を出力し、ｍはｎよりも大きい。ｍビット出力ワード６０６は累積誤差信号６０８へ加算され最下位ビットは打ち切られ最上位ｐビットは次の回路ブロックへ出力される。代表的にはｐはｎに等しく出力ワードは入力ワードと同じ解像度を有するようにされる。
【００２４】
丸め誤差６１０を表す打切りビットは後のデータワードの累積誤差信号を発生するのに使用される。累積誤差信号は丸め誤差の一部をいくつかの近くのピクセルへ加えてピクセルの平均値が元のｍビットデータワードを一層近似するように発生される。例えば、図６は丸め誤差６１０を３つの部分へ分割して第１の部分を同じ線上の次のピクセルへ加算し、第２の部分を次の線上の同じピクセルへ加算し、第３の部分を次のフレーム内の同じピクセルへ加算することを示している。３つの重み付け係数Ｋ1 ，Ｋ2 およびＫ3 により現在の丸め誤差のどの部分を近くの各ピクセルへ加えるべきかが決定される。代表的には３つの重み付け係数の和は１である。
【００２５】
従来技術の補正方式の１つの欠点はそれらの全てが付加ハードウェア、付加処理パワー、もしくはその両方を必要とすることである。ここに示された擬似的輪郭問題の解決策は、漸次変化する画像が表示されかつ同じ出力ワードへマップされる入力ワードが沢山ある場合に代表的に擬似的輪郭が発生され、しかも最悪となる、という事実を利用する明らかに最初の解決策である。
【００２６】
ここに示された逆ガンマルックアップテーブルの一実施例に従って、ルックアップテーブルにより要求される変換関数はその本来平坦な領域におけるいくつかの変換により出力値に非単調な段差が生じるように修正される。実際上、大きさのほぼ等しい１組の入力値に対する出力値は、変換関数の平均出力が所望の非量子化変換関数を正確に表すようにディザリングされる。
【００２７】
この操作の一例を図７および図８に示す。図７では、漸増するアナログ信号７００の２０ピクセルセグメントがデジタル信号７０２へ変換される。図７において、アナログ信号７０２は２０ピクセルセグメント全体の３つの一意的な出力信号のみにマップされる。図８は非単調変換出力信号８００の一部へ重畳された同じアナログ信号７００を示す。４，７，１４および１７ビットは入力信号を出来るだけ近似するものではないが、いくつかの隣接ビットの平均値は図７の元の出力信号７００よりも綿密に入力信号８００を表している。
【００２８】
いくつかのアルゴリズムを使用して非単調変換関数を発生することができる。非常に単純な方法は遷移前の１ビットを遷移後の１ビットと単に交換することである。この交換は図８に示されており、ビット４と７が交換されビット１４と１７が交換されている。この交換により隣接する平坦なスポット間の急激な遷移が和らげられる。
【００２９】
別のアルゴリズムでは、ＮからＭの一群の変換されたピクセルの値を加算し、総計をＮからＭ＋１の範囲にわたる所望の出力関数の和と比較することによりピクセルの変換値が発生される。ピクセルＭ＋１には所望の関数と変換関数との差に等しい値が割り当てられる。
【００３０】
所望の伝達関数を非常に綿密に近似するさらに別のアルゴリズムを図９のフロー図に示す。図９に示す実施例によれば、最初にブロック９００に示すように所望の伝達関数の近似値を発生することにより非単調伝達関数が生成される。一実施例では、この近似値は連続する各入力データ値を所望の伝達関数へ入力して得られる出力データワードの非整数部を丸めることにより得られる。
【００３１】
所望の伝達関数の近似値が得られた後で、ブロック９０２において出力データワードを調べて伝達関数のどの部分が多数の入力ワードを共通出力ワードへマップしているかが検出される。入力ワードの変化により出力ワードの変化を生じない部分は直線セグメントもしくはフラットスポットとして知られている。各フラットスポットの長さが測定され、ブロック９０４において、変換テーブルへ適用されるビットパターンが決定される。ビットパターンは直線セグメント内の各繰返し符号に対する１ビットからなり、常に０から始まる。
【００３２】
ビットパターンはフラットスポットの第２の位置である第２の繰返し符号から開始して、フラットスポットの各位置の累積誤差を計算して求められる。各繰返し符号に対する累積誤差は次式で表され、
【数１】
ＡＣＣI ＝ＡＣＣI-1 ＋（Ｉ−１）／ＲＰＣ
ここに、ＲＰＣは直線セグメント内の繰返し符号数であり、Ｉは直線セグメント内の位置である。
【００３３】
ある位置の累積誤差が１よりも大きければ、その位置の補正ビットは１であり、累積誤差から１が減算される。さもなくば、その位置の補正ビットは０である。ブロック９０６において、補正ビットはステップ９００で算出された出力ワードへ加算される。
【００３４】
入力ワードを出力ワードへ変換する開示された方法の利点は、変換を実施するのにハードウェアや処理パワーを付加する必要がないことである。一実施例では、変換関数は予め計算されメモリルックアップテーブル内に格納される。変換を実施するのに必要なメモリルックアップテーブルのサイズは、ここに示す輪郭拡散を実施するために増大されることはない。そのため誤差拡散帰還テーブルや時相ディザリングルックアップテーブル方式に関連するハードウェアが節減される。
【００３５】
通常画像の輝度およびコントラストを変えるために、逆ガンマ変換関数をダイナミックに変えるシステムもある。このような実施例では修正された逆ガンマ変換関数が再計算されディスプレイシステムによりＲＡＭ内に格納される。これが少量の処理スループットしか必要としない限りは、実際上テーブルはたまに再計算されるにすぎず処理パワーの超過負荷は僅かである。
【００３６】
前記した輪郭拡散方法を使用するシステムは、変換関数内に誘起される誤差によるアーチファクトを発生することがある。例えば、観察者は逆ガンマ変換の非単調性を検出することができる。しかしながら、この方法により生じるアーチファクトは、代表的には、それが解消しようとするアーチファクトよりも弱い。さらに、出力画像内に誘起されるパターンは、入力画像の輝度勾配がディスプレイのローもしくはコラムと一致しない場合には中断される。
【００３７】
一実施例による逆ガンマルックアップテーブルの変換データの発生を、表２および表３に詳細に示す。表２では、８ビットデータ入力ワードを使用して８ビット逆ガンマ曲線が発生される。第１の６４個の入力ワードを表す標準逆ガンマ曲線の一部を図１０の上半部に示し、表２により発生される逆ガンマ曲線の対応する部分を図１０の下半部に示す。表３において、１０ビットデータ入力ワードを使用して８ビット逆ガンマ曲線が発生される。第１の３２０個の入力ワードを表す標準逆ガンマ曲線の一部を図１１の上半部に示し、表３により発生される逆ガンマ曲線の対応する部分を図１１の下半部に示す。図１２は、表３により発生される逆ガンマ曲線の一部（６４０ワード長）を示す。
【００３８】
非単調変換関数を使用した信号変換により生じるアーチファクトを低減する方法および構造の特定の実施例について説明してきたが、このような特定の実施例は特許請求の範囲に記載されている場合を除き本発明の範囲を制約するものではない。例えば、デジタルディスプレイシステムの説明では図３に関して信号の流れを議論したが、システムの全体効果を変えることなく信号パスのさまざまな部分を再配置もしくは変更できることを理解できるであろう。さらに、特定の実施例について本発明を説明してきたが、当業者ならばさまざまな修正が自明であり、そのような修正は全て特許請求の範囲に入るものとする。
【００３９】
【表２】
【００４０】
【表３】
【００４１】
以上の説明に関して更に以下の項を開示する。
（１） 変換関数に従って入力信号をデジタル出力信号へ変換する信号変換回路であって、該回路は、前記入力信号をそのデジタル近似値へ変換する第１の変換ブロックと、前記入力信号と前記その近似値との差を表す誤差信号を累積する第２の変換ブロックと、前記第１の変換ブロックからの前記デジタル近似値と前記第２の変換ブロックからの前記誤差信号を受信して前記デジタル近似値と前記誤差信号の和を表す改善された近似値信号を出力する加算器とを具備する信号変換回路。
【００４２】
（２） 第１項記載の変換回路であって、前記信号変換回路は単調な入力信号から非単調な改善された近似値信号出力を発生する変換回路。
【００４３】
（３） 第１項記載の変換回路であって、前記変換回路は逆ガンマ回路である変換回路。
【００４４】
（４） 第１項記載の変換回路であって、前記変換回路はディスプレイシステム内の逆ガンマ回路である変換回路。
【００４５】
（５） 第１項記載の変換回路であって、前記第２の変換ブロックは１ビット誤差信号を発生する変換回路。
【００４６】
（６） 入力ワードをデジタル出力ワードへ変換する方法であって、該方法は、ある範囲の前記入力ワードの値を変換して出力ワードを発生するステップと、一意的な出力ワードの値へ変換される連続する入力ワード値の数を計算するステップと、一意的な出力ワード値へ変換される連続する入力ワード値の数および前記ある範囲内の連続する入力ワード値の各入力ワードの相対位置を表す誤差信号を各入力ワードに対して発生するステップと、前記出力ワードおよび前記誤差信号を前記各入力ワードに対して加算するステップとを含む変換方法。
【００４７】
（７） 第５項記載の方法であって、前記誤差信号は前記各入力ワードに対する２進１ビットである変換方法。
【００４８】
（８） 単調な変換関数により変換されるデジタル入力ワードの正確な近似値を発生する方法および装置。デジタルワードは最も近い近似値成分および誤差成分からなる非単調出力ワードへ変換される。連続する各入力ワードが一意的な最も近い近似値成分を発生する領域に対しては誤差成分はゼロである。連続する各入力ワードが同じ最も近い近似値成分を発生する領域では、誤差成分は同じ最も近い近似値成分を発生する連続する入力ワードの数、および現在の入力ワードにより占有される一連の連続する入力ワード内の位置を表す。近似は最初にその範囲の入力データワードを最も近い近似値出力ワードへ変換し９００、連続する出力ワードが同じである領域を検出し９０２、各位置について累積誤差符号を計算し９０４、累積誤差符号を使用して最も近い近似値出力ワードを調整する９０６ことにより実施される。
【図面の簡単な説明】
【図１】簡単な信号変換テーブルのブロック図。
【図２】従来技術の信号変換装置のブロック図。
【図３】逆ガンマ回路を含む従来技術のディスプレイ装置のブロック図。
【図４】ガンマおよび逆ガンマ変換関数および線形変換関数のグラフ。
【図５】ガンマ変換関数およびその２進近似値のグラフ。
【図６】従来技術の誤差分散回路を含むデジタルディスプレイ逆ガンマ回路のブロック図。
【図７】単調な入力信号とその最善近似値デジタルバージョンを示す波形。
【図８】一実施例に従った単調な入力信号とその非単調デジタル近似値を示す波形。
【図９】一実施例に従った信号変換関数のブロック図。
【図１０】第１の範囲の入力について図９の信号変換関数により処理される入力および出力信号のグラフ。
【図１１】第１の範囲の入力について図９の信号変換関数により処理される入力および出力信号のグラフ。
【図１２】図９の信号変換関数により処理される出力信号のグラフ。
【符号の説明】
３００ デジタルディスプレイシステム
３０４ チューナ
３０６ デジタイザー
３０８ 光伸長プロセッサ
３１０ 色空間コンバータ
３１２，６０４ 逆ガンマ回路
３１４ ディスプレイ装置
４００ ＣＲＴディスプレイ
４０４ 線形ディスプレイ装置
【発明の属する技術分野】
本発明は画像ディスプレイシステムに関し、特にデジタルディスプレイシステムにおいて量子化誤差により生じるアーチファクト（擬似的輪郭等の量子化雑音）を低減する方法およびシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ディスプレイシステムは電気入力画像信号から可視像を生成する。量子化画像信号を使用するデジタルディスプレイシステムには代表的なアナログディスプレイシステムに較べて多くの利点があり、それには画像表現精度の向上および低コスト高精細度テレビジョンの実現が含まれる。しかしながら、画像のダイナミックレンジの表現を適切に配慮しないと、デジタルシステムは新たなアーチファクトを誘起することがある。画像データが量子化されるためデジタルディスプレイシステムは有限の階調数しか表示することができない。有限の階調数を使用して画像を表示すると全体画像品質が劣化して、擬似的輪郭や色ずれ等の視覚アーチファクトを生じることがある。
【０００３】
擬似的輪郭は画像信号の量子化により入力画像に存在しない輪郭が出力画像に現れる場合に生じる。例えば、滑らかな球の画像は緩やかな色又は明度勾配を有している。アナログ入力が量子化されると、平滑な画像勾配は隣接ピクセルのいくつかの大きなブロックへ変換されるかも知れず、ブロック内の各ピクセルには同じ画像信号値が割り当てられる。隣接ピクセルのこれらの大きなブロックが複数の非均質なピクセル領域により分離されない場合には、ブロックにより“階段”効果が生じ元の画像の平滑な曲線は一連の単色平坦面として現れる。
【０００４】
色ずれは各色について同じ信号レベルで量子化レベルの移行が行われない場合に生じる同様の問題である。例えば、緑色成分が最初にターンオンされ、続いて赤色および青色成分がターンオンされるように量子化レベルが設定されている場合には、灰色ピクセルは緑色、次に黄色に変化し、最後に所望する灰色に変化する。前記した例のように、ピクセルが最初にターンオンされる場合に色ずれは最も顕著であるが、３色信号が個別に増分するにつれて、より強度の高いピクセルの色は多少変化することがある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
擬似的輪郭および色ずれ等のアーチファクトは、ＭＰＥＧ符号化もしくは復号化および逆ガンマ処理を含む量子化もしくはデジタル処理過程ごとに増加することがある。ディスプレイシステムのコストを著しく増加させることのない擬似的輪郭および色ずれ問題に対する解決策が求められている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明により、入力信号を、入力信号を表す出力信号へ変換するための改良された方法および装置が提供される。一実施例では、入力信号を変換関数に従ってデジタル出力信号へ変換する信号変換回路が提供される。信号変換回路は入力信号をそれを表すデジタル近似値へ変換する第１の変換ブロックと、入力信号とそのデジタル近似値との差を表す誤差信号を累積する第２の変換ブロックと、第１の変換ブロックからのデジタル近似値および第２の変換ブロックからの誤差信号を受けて、デジタル近似値を表す改良された近似値信号および誤差信号を出力する加算器とにより構成される。
【０００７】
【発明の実施の形態】
ディスプレイシステムの解像度を高めることを要しない擬似的輪郭および色ずれ問題の解決策は、ルックアップテーブル、もしくはアルゴリズム、を使用して入力ワードを出力ワードへ変換することを含んでおり、ルックアップテーブルにより実施される変換は非単調変換である。代表的にはルックアップテーブルは、ｍビットのデータワードを使用してｎビットの出力ワードを発生するｍｘｎメモリアレイである。画像信号の擬似的輪郭を低減する他に、同じルックアップテーブルを使用してデータを変換もしくは校正する実施例もある。
【０００８】
従来技術の単純なデータ変換方式の例を図１に示す。図１において、１０ビットの入力ワードは単純に打ち切られて６ビットの出力ワードを生じる。打切り操作によりデータの最下位４ビットが打ち切られて、１０ビットの入力ワードは６ビットの出力ワードへ校正される。２進データワードが打ち切られると、出力ワードの解像度は入力ワードの解像度の１／ｎ2 となり、ｎは変換により失われるビット数に等しい。したがって、図１において出力ワードの解像度は入力ワードの解像度の１／１６となる。
【０００９】
図１に示すデータ変換体系は、擬似的輪郭がどのように折り目をつけられるかを明確に示している。画像がアナログディスプレイシステム上に表示され、左縁の最小輝度レベルから右縁の最大輝度レベルまでの輝度勾配を表している場合には、輝度は左縁から右縁へ向かって一定に緩やかに増加する。同じ画像が１０ビットデジタルイメージシステム上に表示されると、左縁から右縁にかけて１０２４の個別の輝度レベルがある。１０２４レベル間の段差は恐らくは小さすぎて観察者が気付くことはなく、１０ビット画像はアナログ画像と同様に見える。しかしながら、１０ビット信号が打ち切られて僅か６ビットとされると画像は６４レベルで構成され、観察者は、滑らかな増加を表すつもりの画像を、各々の輝度が知覚できるほどに増加している一連の階段として判断してしまうことがある。これらの小さいけれども急峻な各増加により、元の画像の一部ではない特徴、すなわち擬似的輪郭が作られるものと思われる。
【００１０】
擬似的輪郭を回避するために従来技術で使用される１つの方法を図２に示す。この方法は１９９２年６月１６日に公開されたヒロサワ等の米国特許第５，１２３，０５９号に開示されており、多数のデータ変換テーブル、すなわちルックアップテーブルが使用される。各テーブルは入力データワードを出力データワードへ変換するのに使用される。テーブルには入力ワードが出力ワードに厳密には対応しない各場合の異なるデータが含まれている。データは、全ての出力ワードの平均値が１つのテーブルで発生できるものよりも正確な所望出力ワードの近似値となるように選択される。テーブルが画像ディスプレイシステムの一部として使用される場合には、観察者の目が積分を行って６ビット出力ワードにより作り出されるピクセルは１０ビットの解像度を有するように見える。例えば、表１には２つの１０ビット２進入力データワードについて１６個のルックアップテーブルの各々に格納される１６個の６ビットデータ出力ワードが記載されている。いずれの場合にも、６ビット出力ワードの平均値は元の１０ビット入力ワードを厳密に表している。
【００１１】
【表１】
画像解像度が明らかに低下するデータ打切りを使用して画像ディスプレイシステムのスループット必要条件を弱めることができるが、他の目的に対する用途は制限される。擬似的輪郭が生じるより一般的な状況は、変換データワードを表すのに使用するデータビット数を十分増加せずに何らかの伝達関数を使用してデータを変換する場合に起こる。ほとんど全てのデータ変換により、出力ビット数が入力ビット数以下である場合に多数の入力データワードが１つの出力ワードにマップされる。画像データについて情報の損失が起こると、表示される画像に輪郭が生じることがある。
【００１３】
データ変換により擬似的画像輪郭が生じることがある一つの例として、ＣＲＴ使用ディスプレイシステムにより表示するために発生された入力画像信号の輝度成分を非ＣＲＴ使用ディスプレイシステムが処理するような場合が挙げられる。この形式の補正はガンマ補正もしくは修正、あるいは逆ガンマ補正もしくは修正と呼ばれる。デジタルディスプレイシステムがガンマ補正を実施する場合には、多数の入力ワードが１つの出力ワードへマップされる時に特に画像の低輝度部において擬似的輪郭が生じることがある。
【００１４】
図３は従来技術のデジタルディスプレイシステム３００の部分ブロック図である。図３において、無線周波数（ＲＦ）テレビジョン放送信号３０２がチューナ３０４により受信される。チューナ３０４はテレビジョン放送信号３０２をダウンコンバートして輝度（Ｙ）および色差成分（Ｃｒ，Ｃｂ）へ分離する。図示するデジタルディスプレイシステム３００は所望の画像ソースに応じてベースバンド信号もしくはコンポーネント画像信号を受信するように容易に修正することができる。
【００１５】
テレビジョン放送信号３０２がダウンコンバートされ分離された後で、画像信号成分はデジタイザー３０６内の１個以上のアナログ／デジタルコンバータによりデジタル化される。必要に応じて、デジタル画像信号は符号化画像信号から画像データを抽出するオプショナルな伸長プロセッサー３０８により復号すなわち伸長することができる。例えば、テレビジョン放送信号３０２は産業標準ＭＰＥＧすなわちＰＸ６４圧縮方式、もしくは任意の他の符号化あるいは圧縮方式を使用して圧縮することができる。色空間コンバータ３１０により復号されたデジタルデータの輝度（Ｙ）および色差（Ｃ）部分は赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、および青（Ｂ）成分画像信号（ＲＧＢ）へ変換される。ＲＧＢデータは陰極線管（ＣＲＴ）もしくは類似のディスプレイ装置３１４上へ表示する準備が完了する。
【００１６】
放送用のテレビジョン信号はガンマ補正されてＣＲＴの非線形ディスプレイ伝達関数が補償されている。図４にＣＲＴディスプレイ４００、テレビジョン放送信号４０２、およびリニアディスプレイ装置４０４のディスプレイ応答関数を示す。図４において、入力信号の大きさは水平軸に出力信号の大きさは垂直軸に示される。各軸にはフルスケールのパーセンテージおよび２５５がフルスケールを表す８ビット２進数の１０進表示が記載されている。ＣＲＴ応答関数４００はほぼＹ＝Ｘ1/2.2 に等しい。テレビジョン放送システムは、線形入力信号にテレビジョン放送信号応答関数４０２を乗じて、ＣＲＴディスプレイ応答関数４００を有するディスプレイ装置３１４により信号が表示される時に再生成された画像が入力画像を正確に表すようにされる。
【００１７】
線形輝度伝達関数を有するディスプレイ装置３１４上に画像信号が表示される場合には、画像信号を処理してガンマ補正を除去しなければならない。理想的には、ガンマ補正は画像信号をデジタル化する前に実施される。しかしながら、正確なアナログガンマコンバータによりシステムのコストおよび複雑さが増すことがある。さらに、ＲＧＢデータについてガンマ処理が実施される間に、輝度／色差フォーマットのデジタルデータを使用してプログレッシブ走査変換その他のビデオ処理が実施される。したがって、システムコストを最小限に押さえるために、輝度／色差画像データがデジタル化され、図３に示すデジタル逆ガンマ回路３１２を使用して、ＲＧＢフォーマットへ変換した後でデジタル化された画像信号からガンマ補正が除去される。逆ガンマ回路３１２はデジタル入力ワードを逆ガンマ出力ワードへ変換するための単なるルックアップテーブルにすぎない場合が多い。
【００１８】
逆ガンマ回路３１２により信号パスへ量子化誤差が導入される。量子化誤差はデジタイザー回路３０６、伸長プロセッサー３０８、および少量ではあるが色空間変換関数３１０からも導入される。逆ガンマ応答関数４００により多数の入力符号が同じ出力符号へ変換されかつ、漸増する入力信号に応答して最終的に増分される時に、出力符号は出力信号の大きなパーセンテージ増加を表すため、逆ガンマ量子化誤差は低輝度値の信号で生じる場合に特に顕著である。
【００１９】
例えば、入力信号が低い輝度値の画像を表す場合、放送信号応答関数４０２により入力信号の小さな増加が出力信号の大きな増加へ変換される。輝度値の高い画像を表す入力信号については、放送応答関数４０２により入力信号の同じ小さな増加が出力信号の小さな増加へ変換される。放送信号補正を修正するために、図５に一部を示す、デジタル逆ガンマ応答関数５００は多くの入力符号を同じ出力符号へ変換しなければならない。図５の逆ガンマ応答関数５００は、１０進出力０〜１４を出力符号０へ、入力符号１５〜２５を出力符号１へ、入力符号２５〜３１を出力符号２へ変換する。前記したように、この変換により量子化誤差が導入されるだけでなく、図５に示すように大きいパーセンテージで大きさが跳躍するようになる。
【００２０】
量子化誤差およびそこから生じる擬似的輪郭や色ずれアーチファクトを低減する問題の理想的な解決策は、擬似的輪郭および色ずれが観察者の知覚しきい値よりも低くなるまで量子化レベルを小さくして出力画像の解像度を高めることである。しかしながら、デジタル画像信号の解像度を高めるには処理のスループットおよびメモリも比例して増大する必要があり、そのいずれもがディスプレイシステムのコストを高くする。さらに、デジタルマイクロミラーデバイス等の、画像データの各ビットを逐次表示する空間光変調器は高解像度信号の低次ビットを表示するのに十分な早い応答時間を有していない。
【００２１】
量子化誤差による擬似的輪郭の問題を解消するためのいくつかの解決策が考案されている。これらの解決策には変換関数応答時間誤差拡散の時相ディザリングが含まれる。時相ディザリングには、通常ランダム過程により、データを処理する変換関数を変えることが含まれる。時相ディザリングの例は１６個の６ビットルックアップテーブルを使用して１０ビットワードを打ち切る際に前記した。
【００２２】
誤差拡散はディスプレイシステムのコストを著しく増大することなく量子化誤差を低減する方式である。米国特許出願第０８／３１５，７４４号および第０８／３１５，４５７号に記載されているように、誤差拡散を使用して打ち切られる最下位ビットからの情報を完全に失うことなくデジタルデータワードを打ち切ることができる。誤差拡散のデジタルディスプレイシステムへの１つの応用例を図６に示す。
【００２３】
図６において、ｎビットデータワードが逆ガンマ回路６０４へ入力される。逆ガンマ回路６０４はガンマ補正データを表すｍビット出力ワード６０６を出力し、ｍはｎよりも大きい。ｍビット出力ワード６０６は累積誤差信号６０８へ加算され最下位ビットは打ち切られ最上位ｐビットは次の回路ブロックへ出力される。代表的にはｐはｎに等しく出力ワードは入力ワードと同じ解像度を有するようにされる。
【００２４】
丸め誤差６１０を表す打切りビットは後のデータワードの累積誤差信号を発生するのに使用される。累積誤差信号は丸め誤差の一部をいくつかの近くのピクセルへ加えてピクセルの平均値が元のｍビットデータワードを一層近似するように発生される。例えば、図６は丸め誤差６１０を３つの部分へ分割して第１の部分を同じ線上の次のピクセルへ加算し、第２の部分を次の線上の同じピクセルへ加算し、第３の部分を次のフレーム内の同じピクセルへ加算することを示している。３つの重み付け係数Ｋ1 ，Ｋ2 およびＫ3 により現在の丸め誤差のどの部分を近くの各ピクセルへ加えるべきかが決定される。代表的には３つの重み付け係数の和は１である。
【００２５】
従来技術の補正方式の１つの欠点はそれらの全てが付加ハードウェア、付加処理パワー、もしくはその両方を必要とすることである。ここに示された擬似的輪郭問題の解決策は、漸次変化する画像が表示されかつ同じ出力ワードへマップされる入力ワードが沢山ある場合に代表的に擬似的輪郭が発生され、しかも最悪となる、という事実を利用する明らかに最初の解決策である。
【００２６】
ここに示された逆ガンマルックアップテーブルの一実施例に従って、ルックアップテーブルにより要求される変換関数はその本来平坦な領域におけるいくつかの変換により出力値に非単調な段差が生じるように修正される。実際上、大きさのほぼ等しい１組の入力値に対する出力値は、変換関数の平均出力が所望の非量子化変換関数を正確に表すようにディザリングされる。
【００２７】
この操作の一例を図７および図８に示す。図７では、漸増するアナログ信号７００の２０ピクセルセグメントがデジタル信号７０２へ変換される。図７において、アナログ信号７０２は２０ピクセルセグメント全体の３つの一意的な出力信号のみにマップされる。図８は非単調変換出力信号８００の一部へ重畳された同じアナログ信号７００を示す。４，７，１４および１７ビットは入力信号を出来るだけ近似するものではないが、いくつかの隣接ビットの平均値は図７の元の出力信号７００よりも綿密に入力信号８００を表している。
【００２８】
いくつかのアルゴリズムを使用して非単調変換関数を発生することができる。非常に単純な方法は遷移前の１ビットを遷移後の１ビットと単に交換することである。この交換は図８に示されており、ビット４と７が交換されビット１４と１７が交換されている。この交換により隣接する平坦なスポット間の急激な遷移が和らげられる。
【００２９】
別のアルゴリズムでは、ＮからＭの一群の変換されたピクセルの値を加算し、総計をＮからＭ＋１の範囲にわたる所望の出力関数の和と比較することによりピクセルの変換値が発生される。ピクセルＭ＋１には所望の関数と変換関数との差に等しい値が割り当てられる。
【００３０】
所望の伝達関数を非常に綿密に近似するさらに別のアルゴリズムを図９のフロー図に示す。図９に示す実施例によれば、最初にブロック９００に示すように所望の伝達関数の近似値を発生することにより非単調伝達関数が生成される。一実施例では、この近似値は連続する各入力データ値を所望の伝達関数へ入力して得られる出力データワードの非整数部を丸めることにより得られる。
【００３１】
所望の伝達関数の近似値が得られた後で、ブロック９０２において出力データワードを調べて伝達関数のどの部分が多数の入力ワードを共通出力ワードへマップしているかが検出される。入力ワードの変化により出力ワードの変化を生じない部分は直線セグメントもしくはフラットスポットとして知られている。各フラットスポットの長さが測定され、ブロック９０４において、変換テーブルへ適用されるビットパターンが決定される。ビットパターンは直線セグメント内の各繰返し符号に対する１ビットからなり、常に０から始まる。
【００３２】
ビットパターンはフラットスポットの第２の位置である第２の繰返し符号から開始して、フラットスポットの各位置の累積誤差を計算して求められる。各繰返し符号に対する累積誤差は次式で表され、
【数１】
ＡＣＣI ＝ＡＣＣI-1 ＋（Ｉ−１）／ＲＰＣ
ここに、ＲＰＣは直線セグメント内の繰返し符号数であり、Ｉは直線セグメント内の位置である。
【００３３】
ある位置の累積誤差が１よりも大きければ、その位置の補正ビットは１であり、累積誤差から１が減算される。さもなくば、その位置の補正ビットは０である。ブロック９０６において、補正ビットはステップ９００で算出された出力ワードへ加算される。
【００３４】
入力ワードを出力ワードへ変換する開示された方法の利点は、変換を実施するのにハードウェアや処理パワーを付加する必要がないことである。一実施例では、変換関数は予め計算されメモリルックアップテーブル内に格納される。変換を実施するのに必要なメモリルックアップテーブルのサイズは、ここに示す輪郭拡散を実施するために増大されることはない。そのため誤差拡散帰還テーブルや時相ディザリングルックアップテーブル方式に関連するハードウェアが節減される。
【００３５】
通常画像の輝度およびコントラストを変えるために、逆ガンマ変換関数をダイナミックに変えるシステムもある。このような実施例では修正された逆ガンマ変換関数が再計算されディスプレイシステムによりＲＡＭ内に格納される。これが少量の処理スループットしか必要としない限りは、実際上テーブルはたまに再計算されるにすぎず処理パワーの超過負荷は僅かである。
【００３６】
前記した輪郭拡散方法を使用するシステムは、変換関数内に誘起される誤差によるアーチファクトを発生することがある。例えば、観察者は逆ガンマ変換の非単調性を検出することができる。しかしながら、この方法により生じるアーチファクトは、代表的には、それが解消しようとするアーチファクトよりも弱い。さらに、出力画像内に誘起されるパターンは、入力画像の輝度勾配がディスプレイのローもしくはコラムと一致しない場合には中断される。
【００３７】
一実施例による逆ガンマルックアップテーブルの変換データの発生を、表２および表３に詳細に示す。表２では、８ビットデータ入力ワードを使用して８ビット逆ガンマ曲線が発生される。第１の６４個の入力ワードを表す標準逆ガンマ曲線の一部を図１０の上半部に示し、表２により発生される逆ガンマ曲線の対応する部分を図１０の下半部に示す。表３において、１０ビットデータ入力ワードを使用して８ビット逆ガンマ曲線が発生される。第１の３２０個の入力ワードを表す標準逆ガンマ曲線の一部を図１１の上半部に示し、表３により発生される逆ガンマ曲線の対応する部分を図１１の下半部に示す。図１２は、表３により発生される逆ガンマ曲線の一部（６４０ワード長）を示す。
【００３８】
非単調変換関数を使用した信号変換により生じるアーチファクトを低減する方法および構造の特定の実施例について説明してきたが、このような特定の実施例は特許請求の範囲に記載されている場合を除き本発明の範囲を制約するものではない。例えば、デジタルディスプレイシステムの説明では図３に関して信号の流れを議論したが、システムの全体効果を変えることなく信号パスのさまざまな部分を再配置もしくは変更できることを理解できるであろう。さらに、特定の実施例について本発明を説明してきたが、当業者ならばさまざまな修正が自明であり、そのような修正は全て特許請求の範囲に入るものとする。
【００３９】
【表２】
【表３】
以上の説明に関して更に以下の項を開示する。
（１） 変換関数に従って入力信号をデジタル出力信号へ変換する信号変換回路であって、該回路は、前記入力信号をそのデジタル近似値へ変換する第１の変換ブロックと、前記入力信号と前記その近似値との差を表す誤差信号を累積する第２の変換ブロックと、前記第１の変換ブロックからの前記デジタル近似値と前記第２の変換ブロックからの前記誤差信号を受信して前記デジタル近似値と前記誤差信号の和を表す改善された近似値信号を出力する加算器とを具備する信号変換回路。
【００４２】
（２） 第１項記載の変換回路であって、前記信号変換回路は単調な入力信号から非単調な改善された近似値信号出力を発生する変換回路。
【００４３】
（３） 第１項記載の変換回路であって、前記変換回路は逆ガンマ回路である変換回路。
【００４４】
（４） 第１項記載の変換回路であって、前記変換回路はディスプレイシステム内の逆ガンマ回路である変換回路。
【００４５】
（５） 第１項記載の変換回路であって、前記第２の変換ブロックは１ビット誤差信号を発生する変換回路。
【００４６】
（６） 入力ワードをデジタル出力ワードへ変換する方法であって、該方法は、ある範囲の前記入力ワードの値を変換して出力ワードを発生するステップと、一意的な出力ワードの値へ変換される連続する入力ワード値の数を計算するステップと、一意的な出力ワード値へ変換される連続する入力ワード値の数および前記ある範囲内の連続する入力ワード値の各入力ワードの相対位置を表す誤差信号を各入力ワードに対して発生するステップと、前記出力ワードおよび前記誤差信号を前記各入力ワードに対して加算するステップとを含む変換方法。
【００４７】
（７） 第５項記載の方法であって、前記誤差信号は前記各入力ワードに対する２進１ビットである変換方法。
【００４８】
（８） 単調な変換関数により変換されるデジタル入力ワードの正確な近似値を発生する方法および装置。デジタルワードは最も近い近似値成分および誤差成分からなる非単調出力ワードへ変換される。連続する各入力ワードが一意的な最も近い近似値成分を発生する領域に対しては誤差成分はゼロである。連続する各入力ワードが同じ最も近い近似値成分を発生する領域では、誤差成分は同じ最も近い近似値成分を発生する連続する入力ワードの数、および現在の入力ワードにより占有される一連の連続する入力ワード内の位置を表す。近似は最初にその範囲の入力データワードを最も近い近似値出力ワードへ変換し９００、連続する出力ワードが同じである領域を検出し９０２、各位置について累積誤差符号を計算し９０４、累積誤差符号を使用して最も近い近似値出力ワードを調整する９０６ことにより実施される。
【図面の簡単な説明】
【図１】簡単な信号変換テーブルのブロック図。
【図２】従来技術の信号変換装置のブロック図。
【図３】逆ガンマ回路を含む従来技術のディスプレイ装置のブロック図。
【図４】ガンマおよび逆ガンマ変換関数および線形変換関数のグラフ。
【図５】ガンマ変換関数およびその２進近似値のグラフ。
【図６】従来技術の誤差分散回路を含むデジタルディスプレイ逆ガンマ回路のブロック図。
【図７】単調な入力信号とその最善近似値デジタルバージョンを示す波形。
【図８】一実施例に従った単調な入力信号とその非単調デジタル近似値を示す波形。
【図９】一実施例に従った信号変換関数のブロック図。
【図１０】第１の範囲の入力について図９の信号変換関数により処理される入力および出力信号のグラフ。
【図１１】第１の範囲の入力について図９の信号変換関数により処理される入力および出力信号のグラフ。
【図１２】図９の信号変換関数により処理される出力信号のグラフ。
【符号の説明】
３００ デジタルディスプレイシステム
３０４ チューナ
３０６ デジタイザー
３０８ 光伸長プロセッサ
３１０ 色空間コンバータ
３１２，６０４ 逆ガンマ回路
３１４ ディスプレイ装置
４００ ＣＲＴディスプレイ
４０４ 線形ディスプレイ装置
Claims (2)
- 変換関数に従って入力信号をデジタル出力信号へ変換する信号変換回路であって、
をそのデジタル近似値へ変換する第１の変換ブロックと、
一意的なデジタル近似値へ変換される連続する入力信号の範囲をフラットスポットとして検出するフラットスポット検出ブロックと、
前記入力信号と前記そのデジタル近似値との差を表す誤差信号を前記検出したフラットスポット内で累積して、前記フラットスポット内の各入力信号に対する累積された誤差信号を発生し、前記累積された誤差信号から補正値を生成する第２の変換ブロックと、
前記第１の変換ブロックからの前記デジタル近似値と、第２の変換ブロックからの前記入力信号に対する前記補正値を受けて、前記デジタル近似値と前記補正値との和を表す改善された近似値信号を出力する加算器と、
を具備する信号変換回路。 - 入力ワードをデジタル出力ワードへ変換する方法であって、
ある範囲の前記入力ワードの値を変換して出力ワードを発生するステップと、
一意的な出力ワードの値へ変換される連続する入力ワードの値の数を計算するステップと、
一意的な出力ワードの値へ変換される連続する入力ワードの値の数および前記連続する入力ワードの値の範囲内の各入力ワードの相対位置を表す誤差信号を各入力ワードに対して発生するステップと、
前記誤差信号を前記連続する入力ワードの値の範囲内で累積して、各入力ワード値に対する累積誤差信号を発生するステップと、
前記累積誤差信号から補正ビットを生成するステップと、
前記出力ワードおよび前記入力ワードに対する前記補正ビットを前記各入力ワードに対して加算するステップと、
を含む変換方法。
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